Digitalisierung von Schulen

Neben meiner privaten Situation und den Herausforderungen des Homeschoolings kommt noch der Umstand hinzu, dass die ComConsult GmbH seit gut einem Jahr aktiv bei der Digitalisierung von Schulen durch Beratungs- und Planungsleistungen unterstützt. Das Volumen beträgt hier eine gut dreistellige Anzahl von Schulen, in denen die ComConsult die Infrastruktur plant, damit die Schulen den aktuellen und zukünftigen Anforderungen entsprechen können. Nur müssen diese Anforderungen erst einmal geklärt werden.

Die Digitalisierung von Schulen umfasst eine Vielzahl von Themenfeldern, die ich im folgenden Artikel beleuchten möchte. Einige werden nur kurz angerissen, andere werden detaillierter beschrieben.

Grundlegend kann man feststellen, dass folgende Themenfelder bei der Digitalisierung von Schulen relevant sind: Es beginnt bei den verfügbaren Fördermitteln sowie der Fördermittelberatung und erstreckt sich über die Anforderungs- und Bedarfsermittlung, Planung der Infrastruktur, Ausschreibung und Umsetzung der baulichen Leistungen bis zur Auswahl der Medientechnik in Abstimmung mit dem medienpädagogischen Konzept. Dieses muss dann von den Lehrenden umgesetzt werden können. Dementsprechend ist auch ein Schulungs- und Betriebskonzept nötig. Denn wer ist als Ansprechpartner und Problemlöser zur Stelle, wenn die digitalen Hilfsmittel in der Praxis nicht funktionieren? Allerdings muss man erst einmal so weit kommen.

Grundsätzlich ist die Digitalisierung der Schulen Ländersache. Demzufolge gibt es unterschiedliche Richtlinien und Formulare in den einzelnen Bundesländern. Eine erste Anlaufstelle bietet hier die Seite des Bundesministeriums für Bildung und Forschung [1] (BMBF), die auf die unterschiedlichen Seiten der Bundesländer verlinkt.

Wer sich hier ein wenig durchklickt, wird sofort entdecken, dass es in den einzelnen Bundesländern unterschiedliche Angebote gibt. So sind beispielsweise in Nordrhein-Westfalen eine Richtlinie und ein Antragsformular für „Leihgeräte für Lehrkräfte“ vorhanden, welche man in Rheinland-Pfalz und vielen anderen Bundesländern hingegen vergeblich sucht. Es ist also wieder ein großer deutscher Flickenteppich, der massiven Einfluss auf die Realisierung des Projekts haben kann. Man müsste sehr aufpassen, wenn man zum Beispiel in der Nähe von Wittershagen eine Schule modernisieren möchte, da der Ort auf der Grenze zwischen den beiden Bundesländern liegt. Dies ist für einen Planer wie die ComConsult, der deutschlandweit tätig ist, schon problematisch, da wir bei Ausschreibungen erstmal auf der Karte schauen müssen, wo der Ort genauliegt. Dabei ist es für die Planung der Infrastruktur noch verhältnismäßig einfach. Ein medienpädagogisches Konzept kann jedoch durchaus davon beeinflusst werden, ob die Lehrenden ein Leihgerät zur Verfügung gestellt bekommen oder ihr eigenes Equipment verwenden müssen. Es muss also jede Digitalisierung individuell beantragt werden, was grundsätzlich ja zu begrüßen ist, da unterschiedliche Schulen mit Sicherheit unterschiedliche Schwerpunkte haben. Ob dies dennoch von einem kommunalen Angestellten umgesetzt werden kann, der zusätzlich zur normalen Arbeit jetzt noch die Digitalisierung der Schule begleiten soll, darf bezweifelt werden, zumal man eine funktionierende digitale Infrastruktur nicht mal eben so plant. Dies ist kompliziert und birgt eine große Menge an Herausforderungen, wie wir im letzten Jahr erfahren konnten.

Bei der Erneuerung der Infrastruktur wird in den meisten Fällen ein zentraler Aspekt völlig vernachlässigt oder einfach vergessen: der Strom. Denn eine umfangreiche IT-Installation mit aktiven Komponenten benötigt natürlich Strom und auch Räumlichkeiten und Installationen, die diesen bereitstellen und den Einbau von 19-Zoll-Komponenten ermöglichen. Leider sind viele Schulgebäude schon sehr in die Jahre gekommen, und die aktuelle Infrastruktur stammt teilweise aus der Mitte des letzten Jahrhunderts. Oftmals wundert man sich bei einem Besuch vor Ort, wie das aktuell überhaupt noch funktioniert. Zudem müssen Etagenverteiler so im Gebäude vorhanden und verteilt sein, dass man mit maximal 90 Metern Kabellänge alle Geräte erreichen kann. Diese Anforderung war bei der Errichtung der meisten Schulen noch nicht bekannt, führt aber nun zu Problemen, denn es gibt einfach keine entsprechenden Räumlichkeiten und auch keine Möglichkeit, diese nachzurüsten.

Ein paar typische Beispiele für die unterschiedlichen Qualitäten von Elektroverteilern findet man in der folgenden Abbildung (bitte nicht erschrecken!).

Diese in vielen Fällen dringend nötigen Arbeiten zur Erneuerung der Elektroinfrastruktur sind in der Regel weder im Budget noch im Zeitplan berücksichtigt und führen dazu, dass das Projekt im geplanten Budget- und Zeitrahmen nicht zu realisieren ist. Neben dem Umstand, dass das Projekt mit einer solchen Elektroinstallation wie in den ersten beiden Beispielen aus Abbildung 2 überhaupt nicht realisierbar wäre und man erst einmal klären müsste, ob unter solchen baulichen Voraussetzungen der Betrieb des Gebäudes ohne Gefahr für Leib und Leben überhaupt gegeben ist.

Man sollte den zusätzlichen Strombedarf einer digitalisierten Schule nicht unterschätzen. Ein typischer Access Point wird in der Regel mit Power over Ethernet (PoE) nach IEEE 802.3af, (12,95 Watt) oder häufiger noch nach IEEE 802.at (25,5 Watt), betrieben. Rechnet man nun noch die restlichen aktiven Komponenten hinzu, können schon bei einer kleinen bis mittleren Schule einige Kilowatt an zusätzlichem Bedarf anfallen. Dies kann sich zu einem ernsthaften Problem bei der Umsetzung entwickeln. Hier kann ich aus unserer praktischen Erfahrung empfehlen, den tatsächlichen Verbrauch einer Schule über mehrere Tage, oder besser sogar Wochen, im Regelbetrieb zu messen, da man aus dem Gesamtverbrauch nicht auf die benötigte Leistung im Regelbetrieb schließen kann.

Doch gehen wir nun davon aus, dass die Elektroinstallation eher dem vorbildlichen Beispiel entspricht, Etagenverteiler mit Platz für 19-Zoll-Komponenten und entsprechender Kühlung in der Fläche vorhanden sind und der digitalisierten Schule aus dieser Richtung nichts entgegensteht.
Da stellt sich sofort die Frage nach der Anbindung der Schule. Im November 2018 gab es den Sonderaufruf des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) zur Anbindung der Schulen und Krankenhäuser mit moderner Glasfasertechnik [2]. Der aufmerksame Leser wird jetzt vielleicht bemerkt haben, dass ich in der Einleitung zum Digitalpakt Schule das BMBF und die Länder als zuständige staatliche Stellen genannt habe. Das ist leider auch so korrekt. In der Realität müssen sich bei der Digitalisierung der Schulen die Länder (oftmals jede Kommune für sich) mit dem BMVI auf Bundesebene abstimmen. Aber keine Sorge, auf der Webseite steht: „Die Förderung im DigitalPakt Schule und im Breitbandförderprogramm sind aufeinander abgestimmt. Damit wird den Schulen und den Schulträgern der Weg in die Digitale Bildung geebnet.“ [3] Die Erfahrung hat aber leider gezeigt, dass viele Schulen immer noch mit einem normalen DSL-Anschluss angebunden sind. Wie man mit 100 Megabit pro Sekunde (wenn überhaupt) einen modernen, digitalen Unterricht für eine ganze Schule bestreiten will, ist mir schleierhaft.

Nehmen wir zusätzlich an, die Schule verfügt nicht nur über eine mustergültige Elektroinstallation, sondern auch über einen modernen Glasfaseranschluss mit mehreren Gigabit pro Sekunde. Dann ist die nächste Herausforderung, ein vernünftiges Netz zur Verfügung zu stellen. Dabei werden in der Regel verhältnismäßig wenige Datendosen für kabelgebundene Endgeräte und ganz viel WLAN benötigt. Allerdings ist die WLAN-Planung in einer Schule nicht trivial. Die typische Rasterplanung, die alle zehn Meter einen Access Point positioniert, funktioniert in einer Schule mit unterschiedlichen Bereichen oft nicht ausreichend. Auch die Idee, in jedem Raum einen Access Point zu positionieren, ist häufig problematisch und kann insbesondere bei schlechter Kanalplanung zu Problemen führen. Wir beobachten, dass auf kommunaler Ebene nicht selten der örtliche Elektrobetrieb mit der Digitalisierung der Schulen beauftragt wird. Dieser hat aber normalerweise keinerlei Erfahrung mit der Planung einer bedarfsgerechten WLAN-Infrastruktur in der Größenordnung einer Schule. Eine solide Simulation und Abnahmemessung (siehe Abbildung 3) sollte daher zum Umfang der zu erbringenden Leistungen gehören. Oftmals kann man so das Ergebnis drastisch verbessern und spart sogar unnötige Infrastruktur ein.

Nehmen wir nun weiter an, dass die Schule auch über ein technisch funktionierendes LAN und WLAN verfügt. Dann stellt sich sofort die Frage nach der Konfiguration und dem Betrieb inklusive Support bei Problemen jeglicher Art. Grundlegend muss zuerst geklärt werden, ob man Leihgeräte an die Schüler und Lehrer ausgibt oder das Konzept “Bring-Your-Own-Device“ (BYOD) verfolgt wird. Zentral gemanagte Leihgeräte haben natürlich viele große Vorteile, wenn man sich die Anschaffung und auch den Betrieb leisten kann. Doch die Ausstattung einer großen Schule mit hochwertigen Endgeräten kostet schnell mehrere Millionen Euro und ist daher leider in der Realität keine Option. BYOD birgt dagegen die Probleme, dass soziale Unterschiede bei den Schülern verstärkt werden können, denn nicht jeder wird sich ein modernes Endgerät leisten können. Zusätzlich hat man keinerlei Kontrolle über die installierten Tools und Programme oder das Betriebssystem. Daneben müssen die Schüler in der Lage sein, für den Unterricht relevante Programme zu installieren. Schon der gleichzeitige Start mehrerer Speedtests oder das Kopieren großer Dateien kann bereits zum Problem des Netzwerks werden, wenn es nicht entsprechend dimensioniert ist. Ebenfalls muss der Zugriff auf das Internet so beschränkt werden, dass der Unterricht noch möglich ist, doch bestimmte Seiten und Dienste nicht zur Verfügung stehen. Der Zugriff auf Youtube ist hier oftmals ein Problem, da dort viele sinnvolle Videos verfügbar sind, aber eben auch fast alles andere. Von den ganzen Hobby-Hackern, die man an einer Schule antreffen kann, mal ganz abgesehen. Der Betrieb einer Schul-IT ist unter BYOD-Bedingungen sehr anspruchsvoll und ressourcenintensiv. Da kann es nicht sein, dass der Informatiklehrer diese nebenbei betreiben soll. Allerdings kommen auch große regionale oder kommunale IT-Dienstleister bei den Schulen schnell an ihre Grenzen.

Die Realität sieht leider manchmal so aus, dass zwar im März 2021 eine gute zweistellige Anzahl von aktuellen und hochwertigen iPads für eine kleine Schule angeschafft wurde, um das Homeschooling zu unterstützen, doch wurden diese dann originalverpackt an die zwei jüngsten Lehrenden zur Einrichtung geschickt. Egal, ob sie jemals ein iPad in der Hand gehalten haben oder nicht. Wie man das Gerät dann bei den Familien zu Hause einbindet, ist zum heutigen Zeitpunkt noch nicht geklärt. Meine Frage, ob der Apple School Manager und Active Directory zum Einsatz kommen, wurde mit Kopfschütteln beantwortet.

Selbst wenn die Schule die Hürde der Endgeräte genommen hat, stellt sich leider das nächste Problem: die Auswahl der geeigneten Medientechnik. In der Vergangenheit wurden viele Schulen digitalisiert, indem man die alten Kreidetafeln durch moderne Whiteboards ersetzt hat. Der Unterschied bestand ab diesem Zeitpunkt darin, dass man die Tafel nun auf Knopfdruck wischen konnte und sie jetzt Strom verbrauchte. Am pädagogischen Konzept hat sich allerdings nichts geändert. Dies führte bei vielen Beteiligten zu einer gewissen Resignation in Bezug auf neue digitale Lernmethoden, da man den Mehrwert vergeblich suchte, obwohl ein Großteil von der Notwendigkeit und dem potentiellen Nutzen der Digitalisierung überzeugt war [4].

Um einen Mehrwert aus der Digitalisierung zu ziehen, benötigt die Schule ein umfangreiches medienpädagogisches Konzept, das die Bedürfnisse der jeweiligen Schule, Schüler und deren Strukturen berücksichtigt. Dies umfasst die inhaltlichen Schwerpunkte der Schule, besondere Bedürfnisse der Schüler, aber auch die Technikaffinität der Lehrenden. Dabei kommt es weniger auf das Alter als vielmehr auf das Interesse und die Begeisterung für die Technik an. Dies sollte bei der Erstellung des medienpädagogischen Konzepts erfasst und im Schulungskonzept berücksichtigt werden, denn die modernsten medientechnischen Hilfsmittel bringen keinen Nutzen, wenn sie nicht sinnvoll eingesetzt werden können.

Für einen IT-Spezialisten ist die Nutzung der vielen Plattformen und Tools spätestens seit der Pandemie selbstverständlich, aber dennoch kompliziert. Ein Lehrer, der nie damit in Berührung gekommen ist, wird sich ohne Konzept, Schulung und Anleitung damit schwertun, die Geräte und Tools einzusetzen und als sinnvoll zu erachten. Aus meiner persönlichen Erfahrung kann ich sagen, dass Know-how und Begeisterung für moderne Technik bei Lehrenden sehr ungleich verteilt sind. Bei meinen Kindern gibt es eine bunte Mischung. Es gibt Lehrende, die teilweise ihren eigenen Youtube-Kanal für die Lehrinhalte auf professionellem Niveau unterhalten und dafür sorgen, dass sich die Klasse in regelmäßigen Videokonferenzen trifft. Andere hingegen schicken eine Postkarte und stellen einen Wäschekorb zum Austausch der Unterlagen einmal wöchentlich in der örtlichen Turnhalle zur Verfügung. Wieder andere bedienen notdürftig eine Lernplattform, in der sie montags Aufgaben hochladen und freitags die Abgaben kontrollieren. Ansonsten sind sie komplett abgetaucht, und man fragt sich, was sie nun den ganzen Tag so machen. Die Auswirkungen dieses Pandemieschuljahres werden die Soziologen vermutlich noch lange beschäftigen.

Zusammenfassend sind der Erfahrung nach die größten Probleme bei der Digitalisierung der Schulen die folgenden Punkte:

Der veranschlagte Budgetrahmen und die damit nach HOAI anrechenbaren Kosten sind nicht realistisch und in der Regel viel zu niedrig geschätzt. Das liegt einerseits daran, dass der Bedarf nicht korrekt ermittelt wurde. Hier haben wir ein typisches Henne-Ei-Problem. Man braucht schon einen Teil der Planung (insbesondere die grobe Anzahl an aktiven Komponenten), um den Kostenrahmen korrekt zu schätzen. Andererseits ist unter Umständen gar nicht offenkundig, dass die Elektroinfrastruktur so marode ist, dass diese ebenfalls erneuert werden muss. Wir haben jedenfalls schon einige Schulen erlebt, denen nicht klar war, dass man auf der vorhandenen Elektroinfrastruktur nicht aufsetzen kann.

Da die Ausschreibungen so ungenau sind, wird das Risiko natürlich eingepreist. Oftmals müssen diese Ausschreibungen dann aufgehoben werden, da alle Angebote den Kostenrahmen sprengen. Auch haben wir schon erlebt, dass Firmen den Auftrag nach der Besichtigung vor Ort „zurückgegeben“ haben, da sie von anderen Voraussetzungen ausgegangen sind.

Der nächste Punkt betrifft den Ausführungszeitraum. Aktuell sind sehr viele Ausschreibungen von Schulen auf dem Markt, die alle denselben Leistungszeitraum haben. Nämlich immer in den Ferien. Das ist doppelt problematisch, da auch große Unternehmen solche Projekte nicht in sechs Wochen realisieren können und deren Mitarbeiter ebenfalls gerne in den Ferien Urlaub nehmen.

Man muss sich fragen: Wann, wenn nicht im letzten Jahr, hätte man in aller Ruhe die Schulen komplett modernisieren können, ohne auch nur einen einzigen Schüler zu stören? Aber da war zu viel Abstimmung im Vorfeld nötig, und man hat es verpasst.

Ein weiterer Punkt ist die vorhandene Bausubstanz. Teilweise sind alte Schulen mit so vielen schadstoffhaltigen Materialien erbaut worden, dass schon die Schlitz- und Durchbruchplanung einem bürokratischen und organisatorischen Albtraum gleicht. Es kann durchaus passieren, dass sämtliche Arbeiten an der Bausubstanz genehmigungspflichtig sind und nur mit enormem Aufwand durchgeführt werden können.

Das Vorhandensein eines Betriebskonzepts für die Infrastruktur und die Schulung der Mitarbeiter zur Umsetzung des selbstverständlich vorhandenen medienpädagogischen Konzepts sind leider ein Wunschtraum. Wir haben dies noch bei keinem unserer Projekte erlebt. Es wird digitalisiert, und am Ende überlegt man sich, was man damit machen kann.

Abschließend muss man ganz deutlich sagen, dass die Modernisierung einer Schule für ausführende Firmen ein sehr unattraktiver Auftrag sein kann. Es ist kaum möglich, ein seriöses Angebot abzugeben, da die Rahmenbedingungen nicht immer klar sind, der Leistungszeitraum sehr eng gesteckt ist und in der Regel zu einer Zeit, in der die Mitarbeiter auch gerne mal Urlaub machen. Dazu kommen noch die Überraschungen, die man erleben kann, wenn man sich die konkrete Situation vor Ort anschaut. Da entscheiden sich viele Firmen lieber dafür, Büroneubauten zu realisieren. Dort ist der Bedarf zurzeit auch hoch, der Umfang meist klar definiert, der Zeitrahmen besser und das Honorar in der Regel deutlich höher. Daher geben viele Firmen erst gar kein Angebot für Schulen ab.

Die Frage ist nun, wie man idealerweise bei der Digitalisierung von Schulen vorgehen sollte. Ich weiß, dass dies nur schwer zu realisieren ist, aber schön wäre es trotzdem.

Zuerst sollte man ein medienpädagogisches Konzept erarbeiten und parallel die bereits vorhandene Infrastruktur aufnehmen. Die zentrale Frage lautet: Was möchte ich erreichen und was habe ich aktuell?

Wenn man dann ein medienpädagogisches Konzept hat, muss die Realisierung mit einem kompetenten Medientechnikplaner abgestimmt werden. Dieser weiß, welche Geräte am Markt verfügbar sind, was sie können und welche Anforderungen sie an die Infrastruktur stellen.

Diese Anforderungen fließen somit in die Planung der passiven und aktiven Infrastruktur ein. Dabei sollten alle Planer ein wenig über den Tellerrand schauen und überlegen, ob diese Infrastruktur auch in ein paar Jahren noch tragfähig sein wird. Dies bezieht sich vor allem auf die passive Infrastruktur, denn aktive Komponenten muss man in mehr oder weniger regelmäßigen Intervallen tauschen, die Verkabelung hingegen sollte ein paar Jahrzehnte halten.

Daraus ergeben sich schließlich die zu erbringenden Leistungen und eine klar definierte Leistungsbeschreibung, die keine zu großen Risiken und Überraschungen für die ausführenden Firmen enthält. Die Durchführung der Arbeiten ist idealerweise in einer schulfreien Zeit durchzuführen. Selbst die Sommerferien sind hier sehr knapp bemessen, aber eine weltweite Pandemie mit fast einem Jahr Homeschooling wäre dafür ideal geeignet (gewesen).

Diese Zeit könnte man auch zur Schulung der Lehrenden und dem Aufbau einer Supportstruktur nutzen. Es müssen Betriebskonzepte erarbeitet und der Umgang mit den neuen Geräten und Medien erlernt werden. Kompetente Medientechnikplaner bieten hierzu eigene Labs und Schulungen an, in denen man vor Ort oder virtuell unter einer fachkundigen Anleitung den Umgang erlernt und dann in einer modernen, digitalen Schule anwenden kann.

Leider ist dies so nicht realistisch, aber viele der genannten Probleme können bei kompetenter Beratung und Planung gelöst werden.

Verweise

[1] https://www.digitalpaktschule.de/de/foerder-service-1713.php (aufgerufen am 30.3.21)
[2] https://atenekom.eu/kompetenzen/foerdermittelberatung/projekttraeger-breitband/schulen-und-krankenhaeuser/ (aufgerufen am 6.4.2021)
[3] https://www.digitalpaktschule.de/de/breitbandanschluss-fuer-schulen-1742.html (aufgerufen am 6.4.2021)
[4] https://www.stark-verlag.de/lehrer/umfragen/digitalisierung (aufgerufen am 6.4.2021)